AZ31B镁合金应变诱发半固态组织观察

采用AZ31B镁合金挤出材,在573K进行28％-30％预变形加工,然后在863—893K经过不同保温时间进行等温球化处理,观察了试样不同区域的组织,考察了温度及保温时间对组织的影响,得到了具有圆整固相颗粒的半固态组织．实验结果表明：适当提高球化处理温度,有利于加速球化过程,以获得细小圆整半固态组织;延长保温时间固相分数降低,但幅度不大,并发生颗粒不规则化;在同一个试样上,由于部位不同,变形程度不同,所得半固态材料的固相率不同．讨论了半固态组织的形成机理,分析认为预变形后,半固态组织形成过程包括再结晶、晶粒长大阶段,受溶质、空位扩散控制的半固态组织形成阶段,受液-固界面张力作用的固相颗粒圆整化阶段．开始形成半固态组织阶段,扩散占主导地位,在进一步球化过程中,界面张力占主导地位．     

AZ31镁合金热变形规律的研究

利用等温压缩试验方法,研究了AZ31镁合金在应变速率为0.001~1 s-1,变形温度为473K~623K的条件下的变形行为.动态再结晶是该试验条件下晶粒细化的主要机制,通过分析显微组织的变化来研究动态再结晶的机制,同时研究孪晶对再结晶机制的影响.     

异步SLSU对AZ31镁合金板材组织和性能的影响

主要研究了异步轧制对AZ31镁合金板材的金相组织和性能的影响，以探讨提高AZ31镁合金板材塑性变形能力的途径。结果表明，由于异步轧制时板材的变形量比常规轧制时的要大，其动态再结晶进行的比较完全，因此异步轧制有利于AZ31镁舍金板材晶粒的细化与均匀化；并且改变异步轧制的工艺条件，能够在一定程度上改善镁舍金板材中的金相显微组织和板材中的{0001}基面织构取向，使织构得到软化，显著提高AZ31镁合金板材的伸长率，轧向和横向都大约提高了33％，这说明异步轧制可以提高镁合金的塑性变形能力以及二次成形性能。     

温度对拉拔态AZ31镁合金丝材再结晶退火行为的影响

以直径1.3 mm、变形程度25%的拉拔态AZ31镁合金丝材为原材料,研究温度对丝材再结晶退火行为的影响规律。结果表明:200℃退火后,丝材组织由细小再结晶晶粒与粗大变形态晶粒组成,退火温度为250℃及以上时,形成完全再结晶组织;随退火温度的增加,小尺寸再结晶晶粒数量先增多后减少,平均晶粒尺寸先减小后增大。温度增加至250℃及以上时,晶粒尺寸分布从双峰型变为单峰型,单位面积的细晶数目显著减少,晶粒尺寸分布的峰值不断右移增大。丝材再结晶过程分为典型3个阶段:细小等轴晶形成、细晶快速长大与晶粒均匀化阶段。     

AZ80镁合金的动态力学性能研究

AZ80镁合金应用越来越广泛,研究其冲击载荷下的响应行为具有一定意义.利用分离式霍普金森杆实验对AZ80镁合金进行动态试验,对冲击压缩后的材料进行金相分析,得到了变形机制;通过对不同冲击速度下的实验研究,建立了AZ80镁合金的动态强度和应变率的关系,拟合得到了常温下的Johnsoncook本构方程,并进行数值模拟与实验进行对比.结果表明:AZ80镁合金的应力-应变曲线随应变率的增加而呈增大的趋势,材料在高应变率下的强度极限增加,但应变率效应不敏感.数值模拟与实验具有较好的一致性.金相分析发现,孪晶的形成是其形变的主要机制.     

AISI1215钢动态再结晶临界应力应变的确定方法

基于热模拟压缩实验,研究AISI1215钢动态力学行为,选取700℃,0.1 s-1和750℃,0.1 s-12种形变条件下的实验应力应变数据曲线作为研究对象。采用3种方法,即差分实验应力应变曲线法,Jonas三次多项式拟合法,Cingara-Mc Queen方程拟合本构模型法,获得硬化速率与应力曲线(θ~σ),进一步得到动态再结晶临界应变(分别用εc1,εc2,εc3表示),分析采用这3种算法计算得到的动态再结晶临界应变差异。结果表明εc1≈εc3εc2,εc1敏感于原始实验数据,εc2受参数影响大,εc3算法稳定。金相检测结果显示,实际动态再结晶临界应变值与εc1和εc3接近,表明第一种和第三种方法计算所得的再结晶临界条件更为准确。     

异步轧制对AZ31镁合金板材组织和性能的影响

主要研究了异步轧制对AZ31镁合金板材的金相组织和性能的影响,以探讨提高AZ31镁合金板材塑性变形能力的途径。结果表明,由于异步轧制时板材的变形量比常规轧制时的要大,其动态再结晶进行的比较完全,因此异步轧制有利于AZ31镁合金板材晶粒的细化与均匀化;并且改变异步轧制的工艺条件,能够在一定程度上改善镁合金板材中的金相显微组织和板材中的{0001}基面织构取向,使织构得到软化,显著提高AZ31镁合金板材的伸长率,轧向和横向都大约提高了33%,这说明异步轧制可以提高镁合金的塑性变形能力以及二次成形性能。     

AZ31镁合金轧制弱基面织构板材热变形行为研究

本文采用AZ31镁合金轧制弱织构板材进行热拉伸行为研究。使用Gleeble-3500型热模拟试验机,在变形温度为300℃～420℃、应变速率为0.001 s^-1～1.0 s^-1的条件下,进行高温拉伸试验,研究了变形参数对真实应力-应变曲线和样品微观组织的影响。同时,利用Arrhenius本构模型建立了本构方程,并依据试验结果绘制了热加工图。结果表明：合金的峰值应力和对应应变值随着温度的升高和应变速率的降低而不断减小。随着温度的升高,动态再结晶晶粒的体积分数明显减小,合金平均晶粒尺寸变大。当应变速率为0.1 s^-1,同时在低温(300℃, 340℃)时,合金发生完全动态再结晶,晶粒细小且分布均匀。另外,镁合金轧制弱织构板材的激活能Q为170.98 kJ/mol,且最佳热变形区域为变形温度300℃～350℃及应变速率0.01 s^-1～0.1 s^-1。     

Cl^-浓度和pH值对AZ31镁合金腐蚀行为的影响

研究了AZ31镁合金在不同Cl^-浓度和pH值的NaCI溶液中的腐蚀行为,从腐蚀形貌和腐蚀速率等方面对其进行了定性和定量描述。并对其腐蚀机理进行了探讨。经NaCl溶液腐蚀的AZ31镁合金呈现出明显的点蚀特征。随着Cl^-浓度的增大,金属的阳极溶解和局部腐蚀加剧,AZ31镁合金的腐蚀速率也急剧增加,腐蚀程度加重。同时,溶液pH值的增大有利于AZ31铁合金表面形成更稳定的Mg（OH）2钝化膜。于是,随着溶液pH值从7增大到12,AZ31镁合金的腐蚀速率减小,耐腐蚀性能增强。     

AZ31镁合金热精轧及热处理工艺实验研究

采用单向轧制的方法对不同轧制温度、道次压下量等工艺条件下所制备的AZ31镁合金板材的组织进行了研究.结果表明,多道次轧制时,单道次压下量为25%时所得到的晶粒最为细小均匀;轧制温度为300℃和400℃时对板材的微观组织没有明显影响;热处理时,保温时间为30 min的情况下,在温度低于150℃时,轧制板材再结晶不完全,温度超过350℃时轧制板材再结晶组织粗大,在250℃到300℃进行热处理得到的晶粒为5μm左右;在320℃保温15 min就可以达到再结晶,再继续增加保温时间到120min对组织几乎没有影响,说明在热处理时前一段时间组织发生再结晶变化,当组织转变完毕,延长保温时间对组织转变没有明显影响.     

间断变形工艺提高AZ31镁合金超塑性的研究

研究间断变形工艺对AZ31镁合金超塑性的影响。结果表明,当温度为400-440℃、应变速率小于5×10^-4s^-1时,间断变形工艺可以显著提高AZ31镁合金的超塑性。计算了空洞体积分数与空洞数量的关系。结果表明,空洞体积分数与空洞数量呈正比。对拉伸试样断口形貌的分析表明,间断变形减少了空洞数量,因而减小了空洞体积分数,提高了超塑性伸长率。     

镁合金AZ31B板材热拉深成形数值模拟

针对厚度为0.8mm,坯料直径为140mm的AZ31B镁合金板材的成形性能进行了有限元数值模拟.在温度为200℃、压边力为8kN、拉深速度为0.3mm/s的情况下,模拟了坯料成形过程中厚度的变化和成形规律,并进行了系统的分析.结果表明,凸模圆角部分是整个拉深件强度最薄弱的地方,减薄最大,是破裂危险区;凹模圆角部分容易发生破裂和起皱;法兰部分通常会发生增厚现象,同时是容易起皱的区域;筒底部分和侧壁部分在成形过程中厚度变化不大.     

AZ31镁合金心形件超塑气胀成形过程数值模拟

在超塑成形条件和超塑成形机理基础上,采用有限元分析软件MSC．MARC对AZ31镁合金薄板心形件,在不同成形温度和应变速率条件下的恒应变速率超塑气胀成形过程进行了数值模拟分析．设计20组模拟参数组合对胀形件的壁厚、危险区域进行分析,得出AZ31镁合金薄板心形件具有最佳成形质量时的温度值、应变速率值以及在此条件下的压力／时间关系（P—t曲线）．同时本文对心形件的胀形过程以及成形特点进行了分析,对AZ31镁合金薄板心形件在胀形过程中．可能出现的缺陷位置做了预测．     

AZ31B镁合金和6065铝合金动态压缩行为数值模拟

为了研究帽状试样AZ31B镁合金和6065铝合金在动态压缩变形过程中的温度、应力与应变演变规律,采用Johnson-Cook本构方程和累积塑性损伤方程进行了数值模拟,运用有限元软件ANSYS/LS-DYNA模拟了AZ31B镁合金和6065铝合金帽状试样的动态变形过程.结果表明,两种合金的裂纹萌生和扩展过程相似,局域化变形带内塑性应变由内向外对称分布.相比于AZ31B镁合金,6065铝合金的塑性应变影响区域更为狭小,其应变和应变率硬化效果更强.6065铝合金的变形温度能够达到其动态再结晶临界点,因而易于绝热剪切带的形成.     

凸模错距量对镁合金弯曲构件动态再结晶的影响

传统弯曲构件成形工艺存在工序流程长、曲率调控难度大等瓶颈问题。错距挤压工艺能够在单道次挤压成形过程中实现挤压-成形一体化,同时,通过改变凸模端部的错距量h,达到控制弯曲构件曲率特征的目的。由错距挤压工艺获得的AZ31弯曲构件经过EBSD测试,分析了凸模错距量h对弯曲构件的晶粒形貌、平均晶粒尺寸、晶界分布、晶粒取向和施密特因子的影响。研究结果表明,随着凸模错距量h的增加,AZ31镁合金构件发生了充分的动态再结晶,晶粒得到细化,且由于凸模结构的特殊性,弯曲构件中平行于挤压方向的晶粒数量增加,晶粒取向由原先的软取向转为硬取向。为镁合金弯曲构件错距挤压成形微观组织演变的研究提供了科学指导。     

热轧镁合金AZ31B板材的超塑性变形行为与机制

研究工业态热轧 AZ31B镁合金板材的超塑性及变形机制,在应变温度为 723K,应变速率为 1× 10-3s-1的实验条件下,其最大断裂延伸率达到 216%,应变速率敏感指数达 0.36;研究结果表明:晶界滑动( GBS)是工业态热轧 AZ31B镁合金超塑性的主要变形机制,变形初期有动态再结晶发生,断裂是由晶界处形成的空洞不断长大、连接而引起的.     

基于元胞自动机AZ31镁合金固溶处理研究

镁合金具有导热导电性好、电磁屏蔽性能优越、与环境相容性良好等诸多优点。但是镁合金在室温下塑性较差,导致其在轧制过程中易出现裂纹从而影响其质量。为了有效提高其可塑性,在加工前往往需要对其进行固溶处理。基于此,通过金相实验,得到AZ31镁合金管材原始晶粒组织,基于晶粒长大的热力学机制、曲率驱动机制和能量耗散机制,建立元胞自动机模型,针对镁合金建立了三大晶粒演变规则,研究AZ31镁合金在不同温度和不同时间下晶粒演变规律与边数变化情况,最终获得晶粒均匀分布且以六边形为主的微观组织。通过晶粒长大拓扑学分析与晶粒尺寸分布统计,得出晶粒尺寸在不同温度和时间内呈正态分布,其中六边形晶粒最多;在此基础上,建立固溶情况下的晶粒长大数学模型,合理预测并控制AZ31镁合金固溶后的晶粒尺寸和最终性能,分析了晶粒长大动力学,得出镁合金生长指数为0.87,并通过实验验证了元胞自动机模型的正确性和合理性,为研究镁合金在变形过程中的晶粒演变奠定基础。     

AZ31B镁合金螺纹型缺口试样疲劳性能研究

利用高频疲劳试验机对AZ31B镁合金螺纹型缺口试样疲劳性能进行了试验研究,给出了本实验条件下的S-N曲线,得到循环基数为107的疲劳极限是15.3MPa,并与相同材料光滑试样疲劳性能对比.运用扫描电镜对断口形貌进行了观察,分析了断裂机理.经分析认为:AZ31B挤压镁合金螺纹型缺口试样高周疲劳的断裂过程包括裂纹萌生、裂纹扩展、最终断裂3个阶段,疲劳源主要发生在螺纹根部,为多发性裂纹源;裂纹扩展区微观断口具有典型的解理断口形貌,断裂表现为脆性断裂.